5.课程设计考核方法和绩效评价。 设计表现根据过程、报告、答辩等情况确定，表现分为优秀、良好、一般、及格、不及格五个等级。 考核项目基本内涵分 课程设计考勤20分 课程设计报告 课程设计任务完成情况、报告标准化等30分 物理制作30分 答辩答题20分 90～100分：优秀； 80至89分：良好； 70-79分：中等； 60-69分，及格； 60分以下：不及格 第一章方案选择与概述 1.单片机概述 当今时代是一个新技术层出不穷的时代。 在电子领域，特别是自动化智能控制领域，由分立元件或数字逻辑电路组成的传统控制系统正在以前所未有的速度被单片机智能控制系统所取代。 单片机具有体积小、功能强大、成本低、应用广泛等特点，可以说，智能控制和自动控制的核心是单片机。 目前，工厂、学校、企事业单位正在大规模兴起学习和应用单片机的高潮。 过去习惯于传统电子领域的工程师和技术人员正面临着新的挑战。 如果他们不能在短时间内学会单片机，他们就会被时代抛弃。 只有勇敢面对现实，挑战自我，加强学习，争取长远的成功，才能在短时间内整合单片机技术，才能跟上时代的步伐。 它给人们带来的便利是不可否认的。 它将计算机的各种功能部件集成到一块芯片上，形成单片机。
20世纪80年代以来，微控制器在全球得到迅速发展。 产品数量令人眼花缭乱。 微控制器的应用不断深入，新技术层出不穷。 20世纪末，电子技术迅速发展。 在它的带动下，现代电子产品几乎渗透到社会的各个领域，有力地推动了社会生产力的发展和社会信息化的提高。 与此同时，现代电子产品的性能也不断提高。 随着进一步的完善，产品更新的速度也越来越快。 2、设计方案一：根据功能和指标要求，本系统选择MCS-51系列单片机AT89C51作为主控计算机。 通过扩展必要的外围接口电路，实现了计算器的设计。 该计算器电路包括三部分：显示电路、4*4按键扫描电路、单片机单片机电路。 显示电路采用七段数码管，输入电路采用矩阵键盘。 模块框图如图1.1所示。 方案1 模块图1.2 方案2 根据计算器的功能要求，选用AT89C51 作为主控计算机，通过扩展必要的外围接口电路来实现计算器的设计。 外观主要由4*4矩阵键盘和液晶显示屏组成，屏幕由AT89C51单片机组成。 该计算器电路由四部分组成：LCD作为显示部分、矩阵键盘作为输入部分、计算模块和单片机控制部分。 模块框图如图1.2所示。 图1.2 方案2 模块 图1.3 总体设计 根据简易计算器的功能和指标要求，本设计系统选择MCS-51系列单片机AT89C51作为主控计算机。 通过扩展必要的外围接口电路，可以实现简单计算器的设计。
该计算器电路包括三部分：显示电路、4*4按键扫描电路、单片机单片机电路。 具体设计如下：（1）由于我们正在设计一个简单的计算器，因此我们可以进行四种算术运算。 为了得到更好的显示效果，采用了七段数码管来显示数据和结果。 (2) 另外，键盘还包括数字键（0~9）、符号键（+、-、、）、清除键和等号键，因此只需要 16 个键。 就是这样。 (3)执行过程：计算机显示零，等待数值输入。 输入号码后，该号码将显示在 LCD 上。 当输入+、-、*、/运算符时，计算器内部进行数值转换和存储，并等待再次输入值。 ，再次输入该值时，将显示输入的值。 按等号将在液晶显示屏上输出计算结果。 (4)错误提示：当计算器执行过程中出现错误时，液晶显示屏上会显示相应的提示。 例如：当输入值或计算结果大于计算器的显示范围时，计算器将在LCD上显示错误信息。 溢出提示； 当除数为0时，计算器会在七段数码管上提示错误。 电路图如图1.3所示。 单元电路硬件 2.电路设计原理 2.1 键盘接口电路 计算器使用多个按键来输入数字和其他功能键。 如果采用独立按键，这种情况下，编程会非常简单，但会占用大量I/O口资源，所以很多情况下并不采用这种方式，而是采用矩阵键盘方案。 矩阵键盘采用四根I/O线作为行线，四根I/O线作为列线组成键盘。 在线条和列线的每个交叉点放置一个按钮。
这样，键盘上的按键数量为44个。这种排式键盘结构可以有效提高单片机系统中I/O端口的利用率。 矩阵键盘的工作原理： 计算器的键盘布局如图2.1所示：一般由16个键组成。 在单片机中，一个P口可实现16个按键功能。 这种形式也是单片机系统中最常用的形式。 图2.1 矩阵键盘布局图 如果电路中采用4*4键盘作为输入电路模块，电路布线会比较简单，这种矩阵键盘结构可以有效提高单片机中I/O口的利用率系统。 但在硬件电路设计过程中，实验室并没有提供矩阵键盘，所以我们更换了16个独立按键的4*4矩阵键盘。 使用独立的按钮会占用大量的I/O口资源，但这样的话，编程会很简单。 矩阵键盘的内部电路图如图2.2所示（见下页）。 2.2 显示模块 本设计采用LCD1602液晶显示器来显示输出数据。 通过D0-D7引脚向LCD写入指令字或数据，使LCD实现不同的功能或显示相应的数据。 LCD1602的引脚图如图2.3所示。 图 2.2 矩阵键盘内部电路图 LCD1602 引脚图 2.3 操作模块（单片机控制） MCS-51 单片机是将 CPU、RAM、ROM、定时器/计数器和多功能 I/O 集成在一块芯片上的计算机 所需的基本功能部件。
如果按功能划分，它由以下功能部件组成，即微处理器（CPU）、数据存储器（RAM）、程序存储器（ROM/EPROM）、并行I/O口、串口、定时器/计数器、中断系统和特殊功能寄存器（SFR）。 微控制器通过程序运行并且可以修改。 不同的功能是通过不同的程序来实现的，特别是一些特殊的、独特的功能。 使用单片机编写的程序即可实现高智能、高效率、高可靠性！ 因此，我们采用单片机AT89C51作为计算器的主要功能部件。 可以快速实现计算功能。 图2.4AT89C51引脚图 引脚说明： VCC：供电电压。 GND：接地。 P0 口：P0 口是一个 8 位开漏双向 I/O 口，每个引脚可吸收 8TTL 栅极电流。 当第一次向 P0 口引脚写入 1 时，定义为高阻输入。 P0可用于外部程序数据存储器，可定义为数据/地址的第八位。 FIASH编程时，P0口作为原始代码输入口。 当FIASH进行验证时，P0输出原始代码。 此时P0外部必须拉高。 P1端口：P1端口是8位双向端口，提供内部上拉电阻。 I/O口、P1口缓冲器可接收并输出4TTL门极电流。 P1口引脚写1后，内部拉高，可作为输入使用。 当P1端口被外部下拉至低电平时，将输出电流。 这是由于内部上拉所致。
在FLASH编程和验证过程中，P1端口用作第八地址接收。 P2 端口：P2 端口是一个 8 位双向 I/O 端口，内部带有上拉电阻。 P2端口缓冲器可以接收和输出4路TTL栅极电流。 ，当向P2口写入“1”时，其引脚被内部上拉电阻拉高，作为输入。 因此，当用作输入时，P2端口引脚被外部拉低，将输出电流。 这是由于内部上拉所致。 当端口P2用于访问外部程序存储器或16位地址外部数据存储器时，端口P2输出地址的高八位。 当给出地址“1”时，它利用内部上拉。 当读写外部八位地址数据存储器时，P2口输出其特殊功能寄存器的内容。 P2口接收FLASH编程和验证时的高八位地址信号和控制信号。 P3 端口：P3 端口引脚为 8 个双向 I/O 端口，内部有上拉电阻，可接收和输出 4 路 TTL 栅极电流。 当向P3端口写入“1”时，它们被内部上拉至高电平并用作输入。 作为输入时，由于外部下拉为低电平，端口 P3 将因上拉而输出电流（ILL）。 端口 P3 还可以用作 AT89C51 的一些特殊功能端口，如下表所示： 端口引脚替代功能 P3.0RXD（串行输入端口） P3.1 TXD（串行输出端口） P3.2/INT0（外部中断） 0) P3.3 /INT1（外部中断1） P3.4 T0（定时器0外部输入） P3.5 T1（定时器1外部输入） P3.4 T0（定时器0外部输入） P3.5 T1（定时器1外部输入）
6 /WR（外部数据存储器写选通） P3.7/RD（外部数据存储器读选通） P3 端口同时接收一些用于 Flash 编程和编程验证的控制信号。 RST：复位输入。 当振荡器复位器件时，RST 引脚必须保持高电平两个机器周期。 ALE/PROG：访问外部存储器时，使用地址锁存器允许的输出电平来锁存地址的状态字节。 在FLASH编程时，该引脚用于输入编程脉冲。 正常情况下，ALE端子输出一个频率周期恒定的正脉冲信号。 该频率是振荡器频率的 1/6。 因此，它可以用作外部输出或计时目的的脉冲。 然而，请注意，每当用作外部数据存储器时，ALE 脉冲都会被跳过。 如果要禁用ALE输出，可以将SFR8EH地址设置为0。 此时，ALE仅在MOVX和MOVC指令为ALE时才起作用。 此外，该引脚被稍微拉高。 如果微处理器处于外部执行状态 ALE 禁用，则该设置无效。 /PSEN：外部程序存储器的选通信号。 在从外部程序存储器获取指令期间，/PSEN 在每个机器周期被置位两次。 然而，当访问外部数据存储器时，这两个有效的/PSEN信号将不会出现。 /EAAA/VPP：当/EA保持低电平时，在此期间，外部程序存储器（0000H-FFFFH），无论是否有内部程序存储器。 注意，使用加密模式1时，/EA内部锁定为RESET； 当/EA保持高电平时，内部程序存储器被存储。 在 FLASH 编程期间，该引脚还用于施加 12V 编程电源（VPP）。 XTAL1：反向振荡放大器的输入和内部时钟运算电路的输入。 XTALＬ2：反相振荡器的输出。
